PET/CT 검사에서 방사선 종사자 피폭선량 저감에 대한 방안 연구

조석원,박훈희,김정열,반영각,임한상,오기백,김재삼,이창호,Cho, Seok-Won,Park, Hoon-Hee,Kim, Jung-Yul,Ban, Yung-Kak,Lim, Han-Sang,Oh, Ki-Beak,Kim, Jae-Sam,Lee, Chang-Ho 대한핵의학기술학회 2010 핵의학 기술 Vol.14 No.2

방사선 분야는 건강검진의 증가와 방사선 장치의 발달로 진단에서 치료까지 그 업무의 범위가 확대 및 급격히 증가하고 있으며 방사선 종사자의 방사선 피폭 관리가 중요하게 대두되고 있다. PET 검사에 이용되는 양전자 방출핵종은 511 keV의 감마선을 방출하기 때문에 종사자의 방사선 피폭의 증가로 피폭선량 저감을 위한 노력이 요구된다. 본 연구는 환자에게로부터 일정거리 외부선량률을 측정하고 거리에 따른 선량률 변화를 확인하고 차폐를 이용하여 외부선량률의 변화를 알아보았다. 2009년 12월부터 2010년 1월까지 PET/CT 검사를 위해 내원한 10명의 환자를 대상으로 하였다. Digital surveymeter를 이용하여 선량률을 측정하였다. 산란선에 대한 영향을 평가하기 위해서 이동식 방사선 차폐체를 설치하고 왼쪽, 중앙, 오른쪽 부분의 100 cm, 150 cm, 200 cm에서 총 12회 선량률을 측정하였다. 환자 선량률 측정은 $^{18}F$-FDG 5.18 MBq/kg을 주사하고 1시간이 지난 후에 선량이 안정되었을 때 즉시 1회를 측정하였다. 이동식 방사선 차폐체를 설치하기 전에 머리, 가슴, 복부, 무릎, 발끝 쪽의 위치에서 10 cm, 50 cm, 100 cm, 150 cm, 200 cm 위치로 총 80포인트에서 측정하였고 이동형 방사선 차폐체를 설치한 후 머리와 가슴, 복부 부분에서 100 cm, 150 cm, 200 cm 거리의 선량률을 측정하여 외부선량률을 확인하였다. 산란선 측정에 대해서는 위치별로 거리에 따라 분산분석을 시행하였다. 납 차폐를 하지 않았을 때와 차폐를 했을 때의 등선량곡선을 그렸으며 100 cm, 150 cm, 200 cm에 대하여 두 집단간에 상관분석을 시행하였다(SPSS ver. 12). 점 선원을 이용한 산란선 측정에서 100 cm, 150 cm, 200 cm에서는 p>0.05로 유의한 차이가 없었다. 거리가 멀어질수록 선량률이 낮아졌으며 머리 부분이 가장 높은 선량률이 나타났고 발 부분으로 갈수록 선량률이 떨어졌다. 또한 차폐를 하였을 경우 차폐를 하지 않았을 때보다 선량률이 낮아졌으며 100 cm에서 유의한 차이가 있었고(p<0.05) 150 cm, 200 cm에서는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 피폭을 줄이기 위해서는 방사선원에서 거리를 멀리하거나 적당한 차폐체를 이용하는 것이 피폭저감에 도움을 준다. 근무자의 동선을 파악하여 적당한 차폐체를 이용한다면 방사선 종사자의 방사선 피폭을 줄일 수 있을 것이다. Purpose: Positron emission tomography scan has been growing diagnostic equipment in the development of medical imaging system. Compare to $^{99m}Tc$ emitting 140 keV, Positron emission radionuclide emits 511 keV gamma rays. Because of this high energy, it needs to reduce radioactive emitting from patients for radiotechnologist. We searched the external dose rates by changing distance from patients and measure the external dose rates when we used shielder investigate change external dose rates. In this study, the external dose distribution were analyzed in order to help managing radiation protection of radiotechnologists. Materials and Methods: Ten patients were searched (mean age: $47.7{\pm}6.6$, mean height: $165.5{\pm}3.8$ cm and mean weight: $65.9{\pm}1.4$ kg). Radiation were measured on the location of head, chest, abdomen, knees and toes at the distance of 10, 50, 100, 150 and 200 cm. Then, all the procedure was given with a portable radiation shielding on the location of head, chest and abdomen at the distance of 100, 150 and 200 cm and transmittance was calculated. Results: In 10 cm, head (105.40 ${\mu}Sv/h$) was the highest and foot (15.85 ${\mu}Sv/h$) was the lowest. In 200 cm, head, chest and abdomen showed similar. On head, the measured dose rates were 9.56 ${\mu}Sv/h$, 5.23 ${\mu}Sv/h$, and 3.40 ${\mu}Sv/h$ in 100, 150 and 200 cm respectively. When using shielder, it shows 2.24 ${\mu}Sv/h$, 1.67 ${\mu}Sv/h$, and 1.27 ${\mu}Sv/h$ in 100, 150 and 200 cm on head. On chest, the measured dose rates were 8.54 ${\mu}Sv/h$, 4.90 ${\mu}Sv/h$, 3.44 ${\mu}Sv/h$ in 100, 150 and 200 cm, respectively. When using shielder, it shows 2.27 ${\mu}Sv/h$, 1.34 ${\mu}Sv/h$, and 1.13 ${\mu}Sv/h$ in 100, 150 and 200 cm on chest. On abdomen, the measured dose rates were 9.83 ${\mu}Sv/h$, 5.15 ${\mu}Sv/h$ and 3.18 ${\mu}Sv/h$ in 100, 150 and 200cm respectively. When using shielder, it shows 2.60 ${\mu}Sv/h$, 1.75 ${\mu}Sv/h$ and 1.23 ${\mu}Sv/h$ in 100, 150 and 200 cm on abdomen. Transmittance was increased as the distance was expanded. Conclusion: As the distance was further, the radiation dose were reduced. When using shielder, the dose were reduced as one-forth of without shielder. The Radio technologists are exposed of radioactivity and there were limitations on reducing the distance with Therefore, the proper shielding will be able to decrease radiation dose to the radiotechnologists.

PET/CT 전신 영상에서 오렌지 주스(Orange Juice)를 이용한 위장 확장 영상의 유용성

조석원,정석,오신현,박훈희,김재삼,이창호,Cho, Seok-Won,Chung, Seok,Oh, Shin-Hyun,Park, Hoon-Hee,Kim, Jae-Sam,Lee, Chang-Ho 대한핵의학기술학회 2009 핵의학 기술 Vol.13 No.1

Purpose: The PET/CT has a clear distinction on the lesion of the functional image by adding anatomical information. It also could reduce the examination time using CT data as the attenuation-correction. When the stomach was contracted from a fast, it could bring a misinterpretation of the cancer of the lesion with a presence of physiological $^{18}F$-FDG uptake in stomach and it occasionally would bring an additional scan to confirm. To complement this shortcoming, the method that the patients had water before the examination to extend the stomach had been attempted. However, a short excretion time of the stomach did not give sufficiently extended image of the stomach. Then the patients had additional water and had the examination again. Therefore, the noticed fact is that the stomach excretion time depends on calories, protein content, and the level of carbohydrate. In this study, we use an orange juice to evaluate the extension of the stomach and usefulness of it. Materials and Methods: PET/CT scan were obtained on total 150 of patient from February 2008 to October2008, There were 3 groups in this study and each group had 50 patients. First group drank nothing, Second group drank water and third group drank orange juice. The patients (man 25, female 25) not drinking are the age of 30~71 years old (average: 54), the patients (man: 25, female: 25) drinking water (400 cc) are the age of 28~71 years old (average: 54) and the patients (man: 25, female: 25) drinking orange juice (400 cc) are the age of 32~74 years old (average: 56). The patients were fasted in 6-8 hours before the test, the patients were not diabetic. $^{18}F$-FDG 370~555 MBq were injected intravenously. The patients were in stable position for 1 hour, than the image was obtained. The patients drank water and other patients drank orange juice before Whole body scan. The image scan started from mid-femur to skull base. The emission scan acquired for three minutes per bed and the images were reconstructed. Stomach extension analysis is measured from vertical and horizontal length. Results: Stomach Extension was described as the vertical length of the Non Drink Group was $1.20{\pm}0.50\;cm$, horizontal length was $1.4{\pm}0.53\;cm$, the vertical length of the Water Drink Group was $1.67{\pm}0.63\;cm$, horizontal length was $1.65{\pm}0.77\;cm$, the vertical length of Orange juice Drink Group was $3.48{\pm}0.77\;cm$, horizontal length was $3.66{\pm}0.77\;cm$ in coronal image. Stomach Extension was described the vertical length of the Non Drink Group was $2.03{\pm}0.62\;cm$, horizontal length was $1.69{\pm}0.68\;cm$, the vertical length of Water Drink Group was $5.34{\pm}1.62\;cm$, horizontal length was $2.45{\pm}0.72\;cm$, the vertical length of Orange juice Drink Group was $7.74{\pm}1.62\;cm$, horizontal length was $3.57{\pm}0.77\;cm$ in transverse image. The Stomach Extension has specific differences (p<0.001). The SUVs shows the Non Drink Group were measured as Liver $2.52{\pm}0.42$, Lung $0.51{\pm}0.14$, the Water Drink Group were measured as Liver $2.47{\pm}0.38$, Lung $0.50{\pm}0.14$, Orange juice Drink Group were measured as Liver $2.47{\pm}0.38$, Lung $0.50{\pm}0.14$. The SUVs did not have specific differences (p>0.759). Conclusions: There was not a large difference of SUV in three groups. When the patients drank Orange juice and water, the range extension of stomach was higher than without drinking nothing and it was possible to acquire fully extended images. Therefore, it will be possible that unnecessary additional stomach scans will be reduced by drinking orange juice before the examination so that the patients' claim from uncomfortable and long period of fast will be minimized. 현재는 PET/CT의 개발로 기능적인 영상에 해부학적인 정보를 추가함으로써 좀더 병변의 명확한 구별이 가능하게 되었으며, CT영상으로 감쇠보정하여 환자 검사시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다. 하지만 오랜 금식으로 위장이 수축되어 있고, 병변이 없는 경우에도 높은 생리적 섭취에 의해 종양으로 오인되는 경우가 있어 종종 추가 검사를 시행하고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 검사 직전에 물을 섭취하여 위장을 확장시켜 영상을 얻는 방법이 시도되었지만, 위장에서 짧은 시간에 배출되기 때문에 충분히 확장된 위장 영상을 획득하지 못하여 경우에 따라, 다시 물을 먹고 추가 검사를 하는 경우가 발생되었다. 그러므로, 본 연구에서는 칼로리, 단백질 함유, 탄수화물 정도에 따라 위장의 배출시간이 다르다는 생리적 특성에 착안하여 시중에서 비교적 구하기 쉬운 오렌지 주스를 이용하여 검사 중 위장 확장 정도와 영상의 유용성을 비교.평가하였다. 2008년 2월부터 10월까지 PET/CT를 시행한 150명의 환자로 섭취를 하지 않았을 때와 물과 오렌지 주스를 먹은 환자 각각 50명을 대상으로 하였다. 섭취를 하지 않고 검사를 시행한 환자는 남자 25명, 여자 25명으로 연령은 30~71세(평균 연령: 54세)이며, 물(400 cc)을 먹고 검사를 시행한 환자는 남자 25명, 여자 25명으로 연령은 28~71세(평균 연령: 54세)이고, 오렌지 주스(400 cc)를 먹고 검사를 시행한 환자는 남자 25명, 여자 25명으로 연령은 32~74세(평균 연령: 56세)이었다. 환자는 검사 전 6~8시간 금식을 하였고, 당뇨병이 없는 환자를 대상으로 하였다. $^{18}F$-FDG 370~555MBq를 정맥 주사 후 환자를 1시간 동안 안정된 자세로 유지하였으며, 그 후 영상을 획득하였다. 전신 검사 시작 전 각각 물, 오렌지주스를 섭취하고, 두개골 기저에서 대퇴부 중반까지 영상을 얻었으며, bed당 3분으로 방출영상을 획득하여, 영상을 재구성 하였다. 획득된 영상의 종축, 횡축의 길이를 측정하여 확장 정도를 확인 분석하였다. 위장의 확장된 정도는 관상면(Coronal)에서 섭취를 하지 않았을 때 종축이 $1.20{\pm}0.50\;cm$, 횡축이 $1.4{\pm}0.53\;cm$이고 물을 섭취하였을 때 종축이 $1.67{\pm}0.63\;cm$, 횡축이 $1.65{\pm}0.77\;cm$이었으며 오렌지 주스를 섭취하였을 때 종축이 $3.48{\pm}0.77\;cm$, 횡축이 $3.66{\pm}0.77\;cm$로 나타났다. 횡단면 (Transverse)에서 섭취를 하지 않았을 때 종축이 $2.03{\pm}0.62\;cm$, 횡축이 $1.69{\pm}0.68\;cm$이고 물을 섭취하였을 때 종축이 $5.34{\pm}1.62\;cm$, 횡축이 $2.45{\pm}0.72\;cm$이었으며, 오렌지 주스를 섭취 하였을 때 종축이 $7.74{\pm}1.62\;cm$, 횡축이 $3.57{\pm}0.77\;cm$로 나타났다. 물과 오렌지 주스의 관상면과 횡단면에서 종축과 횡축의 거리는 유의한 차이가 나타났다(p<0.001). 또한 SUV에 미치는 영향을 확인하기 위하여 측정값은 섭취를 하지 않았을 때 Liver는 $2.52{\pm}0.42$, Lung $0.51{\pm}0.14$, 물을 섭취하였을 때 Liver에서 $2.47{\pm}0.38$, Lung은 $0.50{\pm}0.14$, 오렌지 주스를 섭취 하였을 때 Liver에서 $2.50{\pm}0.45$, Lung은 $0.51{\pm}0.13$으로 유의한 차이가 없었다(p=0.759). 오렌지 주스를 섭취했을 때와 물을 섭취했을 때의 SUV의 차이가 크게 없었으며, 검사 중 위장의 확장 정도는 섭취를 하지 않았을 때와 물보다 오렌지 주스에서 충분히 확장된 영상을 획득하였

방사성의약품 투여 시 피폭선량 저감에 대한 연구

조석원,정석,박준영,오신현,남궁혁,오기백,김재삼,이창호,Cho, Seok-Won,Jung, Seok,Park, June-Young,Oh, Shin-Hyun,NamKoong, Hyuk,Oh, Ki-Beak,Kim, Jae-Sam,Lee, Chang-Ho 대한핵의학기술학회 2012 핵의학 기술 Vol.16 No.1

전신 골 스캔은 골친화성 방사성의약품으로 뼈의 생리적 변화를 영상화하는 검사방법으로, 140 keV의 감마선을 방출하는 방사성핵종이 표지된 방사성의약품을 주사 후 촬영하는 영상기법이다. 외부피폭으로부터 방사선방호의 3원칙은 시간, 거리, 차폐이다. 방사성의약품은 투여 시 개봉선원이 되기 때문에 방사선방호 원칙에 따라 피폭을 줄이기 위하여 빠른 시간 내에 주사하는 것이 좋다. 하지만 방사성의약품은 환자에게 직접 투여하기 때문에 선원으로부터 거리를 멀리할 수 없는 제한점이 있다. 본 연구는 방사성의약품으로부터 거리에 따른 피폭선량 변화를 확인하고, 차폐체를 사용 후 피폭량의 변화를 관찰하여 방사선 종사자의 피폭 관리에 도움이 되고자 한다. 방사성의약품 투여 시 소요되는 주사시간의 평균을 구하기 위하여 훈련된 주사 담당자가 환자에게 주사하는 시간을 총 50회 측정하였고, 그 평균값(약 2분)을 구하였다. 1 mL주사기에 옥시드로산테크네슘 925 MBq를 0.2 mL 로 맞춘 다음 50 cm, 100 cm, 150 cm, 200 cm에서 방사선 측정기(FH-40, Thermo Scientific, USA)로 선량을 측정하였다. 그리고 방사선차폐체(납 6 mm)를 선원으로부터 25 cm에 설치 한 후 50 cm 거리에서 선량을 측정하였다. 모든 선량측정은 각각 20회에 걸쳐 재현성을 검증하였다. 차폐 전과 차폐 후의 선량의 상관관계는 SPSS (ver. 18)을 사용하여 paired t-test로 검증하였다. 차폐체를 설치하지 않은 선원으로부터 거리에 따른 2분간 받는 피폭량은 50 cm에서 $1.986{\pm}0.052{\mu}Sv$, 100 cm에서 $0.515{\pm}0.022{\mu}Sv$, 150 cm에서 $0.251{\pm}0.012{\mu}Sv$, 200 cm에서 $0.148{\pm}0.006{\mu}Sv$로 나타났다. 차폐를 설치 후 측정 시 피폭량은 $0.035{\pm}0.003{\mu}Sv$로 차폐체 사용 전과 후의 피폭선량은 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다($p$<0.001).전신 골스캔은 핵의학 검사에서 많은 비중을 차지하고 있기 때문에 방사성의약품 투여 시 피폭을 줄이기 위해서 외부피폭의 방어원칙을 적절히 병행하여 피폭 저감을 위해 노력해야 한다. 하지만 방사성의약품은 환자에게 직접 투여하기 때문에 선원으로부터 거리를 멀리할 수 없고, 환자의 혈관 확보가 어려운 경우 주사시간이 길어질 수 있다. 본 연구를 통해 거리가 멀어짐에 따라 피폭선량이 감소하는 것을 확인하였고, 선원으로부터25 cm 거리에 차폐체 설치 시 피폭선량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 방사성의약품 투여 시 차폐체를 사용함으로써 방사선 피폭 저감에 도움이 될 것으로 사료된다. Purpose: The whole body bone scan is an examination that visualizing physiological change of bones and using bone-congenial radiopharmaceutical. The patients are intravenous injected radiopharmaceutical which labeled with radioactive isotope ($^{99m}Tc$) emitting 140 keV gammarays and scanned after injection. The 3 principles of radiation protection from external exposureare time, distance and shielding. On the 3 principles of radiation protection basis, radiopharmaceutical might just as well be injected rapidly for reducing radiation because it might be the unopened radiation source. However the radiopharmaceuticals are injected into patient directly and there is a limitation of distance control. This study confirmed the change of radiation exposure as change of distance from radiopharmaceutical and observed the change of radiation exposure afte rsetting a shelter for help to control radio-technician's exposure. Materials & methods: For calculate the average of injection time, the trained injector measured the injection time for 50 times and calculated the average (2 minutes). We made a source as filled the 99mTc-HDP 925 MBq 0.2 mL in a 1 mL syringe and measured the radiation exposure from 50 cm,100 cm,150 cm and 200 cm by using Geiger-Mueller counter (FH-40, Thermo Scientific, USA). Then we settled a lead shielding (lead equivalent 6 mm) from the source 25 cm distance and measured the radiation exposure from 50 cm distance. For verify the reproducibility, the measurement was done among 20 times. The correlation between before and after shielding was verified by using SPSS (ver. 18) as paired t-test. Results: The radiation doses according to distance during 2 minutes from the source without shielding were $1.986{\pm}0.052{\mu}$ Sv in 50 cm, $0.515{\pm}0.022{\mu}$ Sv in 100 cm, $0.251{\pm}0.012{\mu}$ Sv in 150 cm, $0.148{\pm}0.006{\mu}$ Sv in 200 cm. After setting the shielding, the radiation dose was $0.035{\pm}0.003{\mu}$ Sv. Therefore, there was a statistical significant difference between the radiation doses with shielding and without shielding ($p$<0.001). Conclusion: Because the great importance of whole body bone scan in the nuclear medicine, we should make an effort to reduce radiation exposure during radiopharmaceutical injections by referring the principles of radiation protection from external exposure. However there is a limitation of distance for direct injection and time for patients having attenuated tubules. We confirmed the reduction of radiation exposure by increasing distance. In case of setting shield from source 25 cm away, we confirmed reducing of radiation exposure. Therefore it would be better for reducing of radiation exposure to using shield during radiopharmaceutical injection.

PET/CT 검사에서 환자체형에 따른 적정검사 프로토콜에 관한 고찰

조석원,함준철,강천구,반영각,이승재,임한상,이창호,박훈희,Cho, Seok Won,Ham, Joon-Chul,Kang, Chun Goo,Bahn, Young Kag,Lee, Seung Jae,Lim, Han Sang,Lee, Chang-Ho,Park, Hoon-Hee 대한핵의학기술학회 2013 핵의학 기술 Vol.17 No.2

Purpose: Whole-body PET using radiopharmaceutical is one of the imaging study methods for physiological changes of body. High specificity of the PET-CT examination is used to detect an early stages of cancer and metastatic cancer by imaging a physiological changes. During the imaging process, PET image has been characterized by a relatively low image quality due to its low sensitivity and the acquisition of random and scatter coincidences as well as patients figure. Therefore, the image quality as the changes of the acquisition times of patient weight was evaluated in this study. Materials and Methods: Thirty patients who presented to our hospital were enrolled. They were divided to normal, overweight, and obese group using BMI index, respectively. The patients with a liver disease and diabetes were excluded. $^{18}F-FDG$ was administered to the patients as 5.2 MBq per kg. After an hour from an injection, image acquisition was obtained as List mode in a part of liver in 1 bed. SNR (signal-to-noise ratio) of each groups acquisition times were confirmed from the calculated radiation counts and random fractions. The statistical significance of three groups was confirmed through one-way ANOVA test. On the basis of the counts of 2 minutes on normal group, the SNR of overweight group and obese group were compared. Results: The SNR were increased with loger aquisition time in 3 groups. In the condition of same acquisition time, the SNR had a statistical significance (P<0.05). The SNR were decreased to the normal, overweight, and obese, respectively. Liver activity had no significance difference on each group and RF had the significance differences (P<0.05). On the basis of the counts of 2 minutes on normal group, there were no statistical significance in a three minute acquisitions of overweight group and two minute acquisitions of obese group (P=0.150). Conclusion: In this study, the administrated amount of radiation dose did not adjust as the change of the patients weight. Increasing the acquisition time when the administration of the same amount of dose was able to get a good result of SNR. When the Based 2 minute on normal group, if overweight and obese case the increased acquisition time of 3 minute was able to obtain a similar SNR. On the basis of the normal group, the acquisition times of overweight and obese group were increased to 3 minutes per bed and the SNR were similar to the normal group.

입자크기에 따른 석탄 가스화기내의 반응성 유동장 모사

조석원,서경원 한국에너지학회 1996 한국에너지공학회 학술발표회 Vol.1996 No.-

A Study on single-cylinder gasoline HCCI using recompression – part 1

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가솔린-에탄올 이종연료 연소에서의 에탄올 분사전략에 따른 노킹저감효과에 관한 연구

조석원(Seokwon Cho),김남호(Namho Kim),정종원(Jongwon Chung),민경덕(Kyoungdoug Min) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2015 No.11

에탄올 포트분사 시스템을 이용한 직접분사식 가솔린 엔진에서의 분사전략에 따른 노킹저감효과 변화에 관한 연구

조석원(Seokwon Cho),김남호(Namho Kim),원동규(Dongkyu Won),민경덕(Min Kyoungdoug) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.7

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